[發明專利]一種涂布于鋰離子電池集流體上的漿料及其應用

有效

• 申請號: 201711463621.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109980231B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 詹世英;賴冠全;馬美品;李海軍
• 申請（專利權）人: 銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務所 44291
• 代理人: 閆有幸;羅郁明

本發明公開一種涂布于鋰離子電池集流體上的漿料及其應用。漿料包括以下重量百分比的原料：水性膠1?5％、分散劑0.5?5％、亞氧化鈦混合物1?8％、有機溶劑10?35％和水60?75％。鋰離子電池集流體預涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟：1)將亞氧化鈦混合物加入到有機溶劑中，經攪拌機高速分散后得分散液；2)將分散劑加入到分散液中，分散至平均粒徑小于15μm；3)加入水性膠，分散2?6h至平均粒徑為1?10μm，分散完成，得預涂層的漿料；4)使用凹版印刷機將上述預涂層的漿料涂布在鋰離子電池集流體上，即得所述預涂層。本發明具有提高極片的剝離強度、降低接觸內阻，提升集流體的耐電解液腐蝕能力的特點。

〖技術領域〗

本發明屬于電池材料領域，特別涉及一種涂布于鋰離子電池集流體上的漿料及其應用。

〖背景技術〗

隨著技術的進步，鋰離子電池已經開始大規模應用到電動汽車及大型儲能應用。電動汽車用動力電池的壽命要求是3年10萬公里行駛里程，儲能電池更是要求長達15年以上的使用壽命。因此，提高鋰離子電池的循環壽命是目前亟待攻克的重大問題之一。影響鋰離子電池壽命的因素有很多，正負極材料與集流體粘合穩定性就是其中之一。為了提高正負極活性物質與集流體之間的剝離強度，降低接觸內阻。目前的解決方案主要是采用導電碳黑對集流體進行預處理，以增加集流體表面的粗糙程度來提升極片的剝離強度，但這種涂層并不能提升集流體對于電解液的耐腐蝕性能。

而亞氧化鈦是一種黑色活性電極材料，是一類分子式為TinO_2n-1(3≤n≤10)的導電化合物，其導電率為石墨的2.75倍。亞氧化鈦還具有優秀的化學穩定性和抗腐蝕能力，在強酸強堿環境下都非常穩定。另外，亞氧化鈦材料的電化學穩定窗口極寬，在室溫下1mol/L的H₂SO₄溶液中，亞氧化鈦電極的析氧電位與析氫電位之差有近4.0V，遠高于常用電極材料，這使其在正負電極或電催化載體方面有良好的應用前景。

〖發明內容〗

本發明的第一發明目的在于提供一種導電率高、降低預涂層與集流體之間的接觸電阻、提高集流體的耐電解液腐蝕能力的漿料。

本發明采用的技術方案如下：一種涂布于鋰離子電池集流體上的漿料，所述漿料包括以下重量百分比的原料：水性膠2％、分散劑1％、配比為亞氧化鈦：碳納米管：導電石墨為1:0.5:0.3的亞氧化鈦混合物1％、有機溶劑30％和水66％。

進一步的，所述分散劑為聚丙烯酸酯或聚丙烯酸或酮類溶劑中的至少一種；所述聚丙烯酸酯包括聚丙烯酸鈉；所述酮類包括聚乙烯吡咯烷酮。

進一步的，所述亞氧化鈦混合物為亞氧化鈦、炭黑、導電石墨、碳納米管、石墨烯的一種或幾種混合物。

進一步的，所述有機溶劑為異丙醇、乙二醇、乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種混合溶劑。

進一步的，所述漿料的粘度為500-2000cp，粒徑為1-10μm。

本發明的第二發明目的在于提供一種應用漿料制成鋰離子電池集流體預涂層的制備方法，其包括以下步驟：

1)將亞氧化鈦混合物加入到有機溶劑中，經攪拌機高速分散后得分散液；

2)將分散劑加入到分散液中，分散至平均粒徑小于15μm；

3)加入水性膠，分散2-6h至平均粒徑為1-10μm，分散完成，得預涂層的漿料；

4)使用凹版印刷機將上述預涂層的漿料涂布在鋰離子電池集流體上，即得所述預涂層。

進一步的，所述步驟2和步驟3中的分散過程使用行星式高速攪拌機。

進一步的，所述所述步驟4中預涂層的厚度為1-3μm，剝離強度大于0.05kN/m。